生体数理モデル論の添付ファイル:4_17.txt

   1 ニューロン（神経細胞）
   2 	脳を構成する素子
   3 		樹状突起：他のニューロンからの入力を受ける
   4 		細胞体：活動電位を生成する（電気パルス）
   5 		軸索：活動電位の伝送路
   6 		シナプス：他のニューロンへ信号を出力する
   7 		
   8 		神経回路網（ニューラルネットワーク）
   9 		
  10 	神経膜電位
  11 		膜電位：細胞外を基準とした細胞内の電位
  12 		ニューロンが何も活動していないとき
  13 			-60mV　～ -70mV程度の負の値を取る（静止電位）
  14 			
  15 		電位差の生じる仕組み
  16 			イオンポンプ　イオンチャンネル
  17 			イオンポンプ
  18 				ニューロンのNa+ / Ka+ポンプ
  19 				エネルギーを使って、
  20 					・Na+を細胞外に汲み出す
  21 					・K+を細胞内に取り込む
  22 				イオンは一方通行である。（Naは出るしかない、Kは入るしかない）
  23 			イオンチャンネル
  24 				特定のイオンを透過させる仕組み
  25 					・Na+　透過性低
  26 					・K+, Cl-　透過性高
  27 				方向に選択性はない。
  28 																					K+		Na+
  29 			濃度勾配：濃いほうから低いほうに流れる	内→外 
  30 			電位勾配：電場を打ち消す方向に流れる		内←外
  31 			
  32 			平衡電位
  33 				あるイオンに着目するとき、
  34 				濃度勾配による移動と電位勾配による移動が
  35 				釣り合う膜電位を平衡電位という。
  36 				
  37 				ネルンストの式
  38 					イオンXの平衡電位
  39 					Vx = RT/(zF) ln([X]o/[X]i)
  40 					R: 気体定数 T: 絶対温度
  41 					z: イオン価数 F: ファラデー定数
  42 					[X]o: 細胞外のイオン濃度 [X]i: 細胞内のイオン濃度
  43 					
  44 				ヤリイカの巨大軸索の場合
  45 						細胞内		細胞外		平衡電位
  46 				Na+	50mM		40mM		55mV
  47 				K+	400mM		10mM		-92mV
  48 				Cl-	40-150mM	540mM	-65--32mV
  49 				
  50 				静止膜電位
  51 					全てのイオンを同時に考えるとき、
  52 					Na+, K+, Cl-イオン電流の和が
  53 					0になったところで定常状態に達する。
  54 					
  55 				Goldman-Hodgkin-Katzの式
  56 					膜電位
  57 					V = RT/F ln (PK[K]o + PNa[Na]o + PCl[Cl]o) / (PK[K]i + PNa[Na]i + PCl[Cl]i)
  58 					Px: イオンXの透過係数
  59 					一般にK+の透過性が位置番高いので、静止膜電位は
  60 					K+イオンの平衡電位に近い値になる。
  61 					
  62 					例　ヤリイカの場合	PK : PNa : PCl = 1 : 0.03 : 0.1
  63 					（静止状態）　→ -70mV
  64 					
  65 		シナプス
  66 			化学シナプス（よく使われる）　電気シナプス
  67 			・興奮性入力　膜電位を上昇させる（脱分極）
  68 			・抑制性入力　膜電位を下降させる
  69 			
  70 			活動電位 Acition Potential
  71 			膜電位を「一定の値」を超えて脱分極させる
  72 			→電気パルスを生じる
  73 			→軸索を伝わり、他のニューロンの入力となる
  74 			
  75 			イオン透過係数
  76 							Ka+ Na+		Cl-
  77 			静止状態	1 : 0.03 : 0.1
  78 			発火状態	1 : 15 : 0.1
  79 			Na+イオンの透過係数が約500倍になる
  80 			1-2msで元に戻る
  81 			
  82 			仕組み
  83 				Na+, K+イオンの透過性は
  84 				膜電位の上昇に伴って急激に上昇する
  85 				
  86 				膜電位の上昇→（とくにNa+）透過性の増大